[发明专利]氮化铝陶瓷流延浆料、氮化铝陶瓷基板及制备方法

说明书

本发明公开的氮化铝陶瓷流延浆料，由以下质量份数的原料制成：100份的氮化铝粉体、3～10份的助烧剂、1～6份的分散剂、50～100份的有机溶剂、10～50份的粘结剂、1～15份的增塑剂和0.5～2份的脱泡剂。其中助烧剂由组分A和组分B组成，组分A为三氧化二钇、氧化钙中的至少一种，组分B为五氧化二铌、氧化铈、氧化钐中的至少一种。从而氮化铝陶瓷基板的烧结温度不超过1800℃，烧结升温速率高于5℃/min，烧结保温时间可低于3小时，提高了制备工艺的效率，而陶瓷性能不会下降。

技术领域

本发明属于电子陶瓷技术领域，具体涉及氮化铝陶瓷流延浆料、氮化铝陶瓷基板及制备方法

背景技术

氮化铝陶瓷有较高的热导率(接近碳化硅和氧化铍，是氧化铝的5-10倍)、较低的介电常数和介质损耗、良好的电绝缘特性，以及与硅、砷化镓匹配的热膨胀系数，是理想的电子封装材料。

电子组装用氮化铝陶瓷基板的制备工艺中，流延浆料是关键。为控制烧结温度和提高成品性能,氮化铝陶瓷流延浆料中通常加入钙、钇、镧、钐等金属元素的氧化物、氟化物、碳酸盐或硅酸盐，作为多元烧结助剂(助烧剂)，使烧结温度在1800-1900℃之间。

现有的氮化铝陶瓷低温助烧剂，含有氧化锂或碳酸锂，降低了烧结温度或减少了烧结时间，但是对成品的导热率或机械性能有不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在不影响主要性能的前提下，改善氮化铝陶瓷基板的烧结工艺。

本发明提供一种氮化铝陶瓷流延浆料，由以下质量份数的原料制成：100份的氮化铝粉体、3～10份的助烧剂、1～6份的分散剂、50～100份的有机溶剂、10～50份的粘结剂、1～15份的增塑剂，以及0.5～2份的脱泡剂；所述助烧剂由组分A和组分B组成，组分A为三氧化二钇、氧化钙中的至少一种，组分B为五氧化二铌、氧化铈、氧化钐中的至少一种。采用以上助烧剂，其中氧化物化学键的共价性：三氧化二钇与五氧化二铌居中，氧化钙最强，氧化铈和氧化钐最弱，后三者熔点均高于2000℃。共价性相差大或相近的程度高，有利于共融，从而降低氮化铝陶瓷的烧结温度。

可选的，所述组分A与所述组分B的质量比为1：2～3。控制三氧化二钇和氧化钙在助烧剂中比例，可减少这两种组分向氮化铝晶格内混杂，抑制陶瓷成品导热率的下降。

可选的，所述组分B为2～4份的五氧化二铌。采用以上助烧剂，其中五氧化二铌的共价性和三氧化二钇相近，而其熔点低于1500℃，可降低氮化铝陶瓷的烧结温度。

可选的，所述氮化铝粉体的纯度大于99.0％，所述氮化铝粉体的平均粒径为1～2μm。

可选的，所述有机溶剂为异丙醇和乙酸乙酯的混合液，异丙醇与乙酸乙酯的质量比为2：1，所述有机溶剂的质量份数为50～100。采用异丙醇与乙酸乙酯的混合溶剂，对其它有机组分分散性较好，二者质量比为2:1时具有较低的沸程温度。

可选的，所述分散剂选自三油酸甘油酯、磷酸三乙酯、聚丙烯酸钠和蓖麻油中的至少一种。

可选的，所述分散剂为4～6份的三油酸甘油酯。

可选的，所述增塑剂为5～12份的邻苯二甲酸二丁酯，所述粘结剂为10～20份的聚乙烯醇缩丁醛，所述脱泡剂为1～2份的辛醇。

本发明还提供一种氮化铝陶瓷基板，其使用上述的氮化铝陶瓷流延浆料制备得到。

本发明还提供一种氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：

S10.流延：将以上所述的氮化铝陶瓷流延浆料送入流延机，在膜带上平铺，然后干燥，得到流延片；

S20.冲切：将所述流延片送入冲片机，冲切得到预定形状的生坯片；